ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2012, том 62, № 3, с. 364-371
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
УДК 612.821 + 616-03
ГИПОКСИЧЕСКОЕ ПОСТКОНДИЦИОНИРОВАНИЕ КОРРЕКТИРУЕТ НАРУШЕНИЯ ПОВЕДЕНИЯ КРЫС В МОДЕЛИ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОГО СТРЕССОВОГО РАССТРОЙСТВА
© 2012 г. Е. А. Рыбникова, М. Г. Воробьев, М. О. Самойлов
Учреждение Российской академии наук Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург,
e-mail: samoilov@pavlov.infran.ru Поступила в редакцию 20.06.2011 г. Принята в печать 10.10.2011 г.
Исследовали протективные эффекты нового способа гипоксического посткондиционирования с использованием гипобарической гипоксии в "стресс-рестресс" модели посттравматического стрессового расстройства на крысах. Установлено, что предъявление трехкратной умеренной гипобарической гипоксии крысам, пережившим тяжелый патогенный травматический стресс (режим посткондиционирования), нивелирует формирование постстрессового тревожного состояния. Анксиолитический эффект посткондиционирования проявлялся при предъявлении умеренной гипоксии как после травматического стресса, так и после рестресса, однако выраженность эффекта различалась в зависимости от периода развития экспериментальной посттравматической стрессовой патологии, когда осуществлялось посткондиционирование. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что предложенный способ посткондиционирования умеренной гипобарической гипоксией обладает выраженным анк-сиолитическим и стресс-протективным действием.
Ключевые слова: умеренная гипобарическая гипоксия, гипоксическое посткондиционирование, анксиолитический эффект, посттравматическое стрессовое расстройство, экспериментальные модели.
Hypoxic Postconditioning Corrects Behavioral Abnormalities in a Model of Post-Traumatic Stress Disorder in Rats
E. A. Rybnikova, M. G. Vorobyev, M. O. Samoilov
Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, e-mail: samoilov@pavlov.infran.ru
Protective effects of the novel technique of hypoxic postconditioning with a hypobaric hypoxia paradigm were studied in "stress-restress" model of posttraumatic stress disorder in rats. It was shown that repeated (3 times) exposure of rats that survived after severe traumatic stress to mild hypobaric hypoxia (postconditioning mode) efficiently abolished the development of stress-induced anxiety state. Postconditioning had a clear anxiolytic effect both when it was delivered after traumatic stress and after restress, but the intensity of this effect depended on the period of pathogenesis of the posttraumatic stress disorder, when postconditioning was given. The results indicate that suggested postconditioning model with repetitive mild hypobaric hypoxia exerts potent anxiolytic and stress-protective action.
Keywords: mild hypobaric hypoxia, hypoxic postconditioning, anxiolytic effects, post-traumatic stress disorder, experimental models.
Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) — это психопатология, возникающая в результате воздействия стрессорного события исключительно угрожающего или катастрофического характера, способного
вызвать общий дистресс у любого индивидуума (МКБ-10) [2]. Основу симптоматики ПТСР составляет расстройство адаптивных реакций, повышение тревожности, возбудимости, фиксация на обстоятельствах травми-
рующего события, а также другие признаки нарушенной физиологической реактивности [2, 3]. При этом наблюдается дисрегуляция нейромедиаторных систем, прежде всего но-радреналиновой, серотониновой и глутамат-ной, а также множественные нейроэндо-кринные нарушения [8, 10]. Этиологические факторы патогенеза ПТСР включают широкий спектр травматических событий от природных и техногенных катастроф, терроризма и боевых действий до дорожно-транспортных происшествий [3, 10, 17]. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно более 160 млн людей в мире подвергаются действию тяжелых психотрав-мирующих факторов, следствием чего является высокая распространенность ПТСР [17, 18]. Для лечения данного заболевания применяют комбинированную фармакотерапию антидепрессантами, анксиолитиками, бензи-диазепинами, однако до 50% случаев ПТСР не поддаются коррекции препаратами, в том числе и наиболее современными [10]. В связи с этим разработка новых, более эффективных стратегий лечения ПТСР является в настоящее время одной из наиболее актуальных проблем физиологии и медицины. Большой вклад в решение этой проблемы могут внести исследования с использованием моделей постстрессовых расстройств на лабораторных животных.
Ранее в моделях депрессии и ПТСР на крысах нами был обнаружен мощный анк-сиолитический эффект трехкратной умеренной гипобарической гипоксии (УГГ) [5, 15]. В частности, было установлено, что прекон-диционирование (предварительная экспозиция) умеренной гипобарической гипоксией по определенной схеме предотвращает формирование депрессии и ПТСР в условиях тяжелых патогенных стрессов. Возник вопрос, проявляется ли анксиолитическое действие УГГ в том случае, если экспозиция производится не до, а после тяжелого стресса, т. е. УГГ предъявляется в режиме посткондиционирования с целью коррекции нарушений у особей, переживших травматическое воздействие. Исследование данного вопроса представляет не только теоретический, но и практический интерес, так как должно способствовать разработке и внедрению в клинику новых немедикаментозных способов лечения постстрессорных патологий, основанных на применении УГГ.
В связи с этим цель настоящей работы, выполненной с использованием модели ПТСР на крысах [9], состояла в изучении эффектов УГГ, применяемой в режиме посткондиционирования в различные сроки после травматического стресса.
МЕТОДИКА
Опыты проведены на самцах крыс линии Вистар массой 200—250 г. При проведении экспериментов соблюдались требования, сформулированные в Директивах Совета Европейского Сообщества (86/609/ЕЕС) об использовании животных для экспериментальных исследований. Протоколы опытов были утверждены Комиссией по гуманному обращению с животными Института физиологии им. И. П. Павлова РАН. Для индукции экспериментального аналога ПТСР у крыс использовали модель "стресс-рестресс" [9], которая в настоящее время считается наиболее адекватной экспериментальной моделью ПТСР и широко используется для тестирования новых лекарственных средств. Крыс подвергали тяжелому комбинированному стрессу, состоящему из 2-часовой иммобилизации, 20-минутного вынужденного плавания и, после 15-минутного перерыва, эфирного стресса до полной обездвиженности. Триггером для развития тревожного патологического состояния являлся рестресс, заключавшийся в 30-минутном иммобилизационном стрессе, которому крысы подвергались через 7 сут после травматического стресса. В дни экспозиции экспериментальных групп травматическому стрессу и рестрессу контрольных животных также изымали из домашних клеток и переносили на 5 мин в новую обстановку, чтобы нивелировать возможные эффекты неспецифических воздействий, в частности хэндлин-га и стресса новизны.
Гипоксическое посткондиционирование (П) осуществляли путем трехкратной экспозиции животных умеренной гипобарической гипоксии (360 мм рт. ст., 2 ч) в барокамере проточного типа. Сеансы умеренной гипоксии предъявляли с 24-часовым интервалом, по двум схемам: П1 — на 4-й, 5-й, 6-й дни после травматического стресса и П2 — на 1-й, 2-й, 3-й дни после рестресса (рис.1). Животных, которым не предъявлялось П, помещали в установку барокамеры при отсутствии гипо-ксического воздействия.
120 мин 20 мин 15 мин
Дни после стресса
Дни после рестресса
Травматический стресс
4-й 5-й 6-й 7-й 1-й 2-й 3— 1=1
30 мин
Рестресс
П П П
ПТСР-П1
П П П
ПТСР-П2
Рис. 1. Схема эксперимента. Серый прямоугольник — иммобилизационный стресс; темный прямоугольник — вынужденное плавание; овал — эфирный стресс. П — постконди-ционирующие сеансы умеренной
гипобарической гипоксии; ПТСР-П1 — экспериментальная серия, в которой посткондиционирование производилось на 4-6-й день после травматического стресса; ПТСР-П2 — экспериментальная серия, в которой посткондиционирование производилось на 1-3-й день после рестресса.
Fig. l. Experimental design of the study. Key symbols: grey rectangle —immobilization stress; black rectangle — forced swimming; ellipse — ether exposure. П — postconditioning exposures to mild hypobaric hypoxia; ПТСР-П1 — experiment when postconditioning was performed on the 4— 6th days following traumatic stress; ПТСР-П2 — experiment when postconditioning was performed on the 1—3 days following restress.
Поведение крыс исследовали в тестах "открытое поле" и приподнятый крестообраз-ноый лабиринт. "Открытое поле" (ОП) пред-
ставляло собой квадратную арену размером 120 х 120 см с высотой борта 40 см, освещенную лампой 100Вт, расположенной над центральными квадратами на высоте 70 см. Тестирование проводили в течение 5 мин; регистрировали число пересеченных центральных и периферических квадратов, стоек, время неподвижности (замирания) и груминга. Анализировали также количество выходов в центр. Приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ) представлял собой установку из двух открытых освещенных (50 х 10 см) и двух закрытых (50 х 10 х 40 см) неосвещенных рукавов, расположенную на высоте 1.5 м от пола. В ПКЛ в течение 5 мин регистрировали время пребывания и число выходов в открытые рукава и центр, число стоек, а также продолжительность замираний и груминга.
Оценивали поведение не- и посткондици-онированных крыс в различные сроки после предъявления стресса-рестресса. Экспериментальные животные были разделены на шесть групп (табл. 1): контроль-1, контрольная группа для режима П1; контроль-2, контрольная группа для режима П2; ПТСР-1, крысы подвергнутые стрессу-рестрессу и являющиеся группой сравнения с ПТСР-П1 (тестирование в ОП через 1 сут после рестресса); ПТСР-2, крысы, подвергнутые стрессу-рестрессу и являющиеся группой сравнения с ПТСР-П2 (тестирование в ОП через 4 сут после рестресса); ПТСР-П1, крысы подвергну-
Таблица 1. Экспериментальные группы животных и схема эксперимента
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.